Estudio técnico-económico del suministro eléctrico e hídrico para una comuna sustentable en el Norte de Chile

Abstract

En la actualidad, los combustibles fósiles y el exceso de CO2 que se produce por la gran combustión de estos es un tema que está presente en todos los países, por lo que en el último tiempo han ido ganando fuerza las energías renovables como una opción real para cubrir las demandas energéticas. A esto se le agrega la escasez de recursos hídricos en varios sectores del mundo, donde este recurso se hace cada vez más limitado debido al clima y aumento de población. Una de las principales soluciones que se tienen son la desalinización de agua o el tratamiento de aguas dulces no potables. Estas dos problemáticas se presentan en varias comunas del Norte de Chile, donde existen comunas enteras sin un suministro constante de electricidad o agua potable. Uno de los principales problemas del agua del Norte de Chile son los niveles de arsénico presentes en ella, que sobrepasan la norma. Una opción que podrían tener estas comunas es ocupar los distintos recursos cercanos a ella para proveer de manera independiente la energía y agua necesaria utilizando distintos tipos de energías renovables, además de una desalinizadora o planta de tratamiento de agua. Es por esto que el objetivo general es realizar un estudio técnico-económico de una comuna sustentable para proveer energía eléctrica y agua potable. Se consideró una localidad ubicada en el Norte de Chile con población menor a 5.000 habitantes. Para cumplir este objetivo, lo primero que se hizo fue la recopilación de antecedentes, para luego hacer un listado de las comunas dentro de las primeras 4 regiones de Chile y se estimó para cada una de ellas la poblaciones para el 2016, sus consumos en electricidad-agua y se realizó un mapeo solar-eólico. Con esta información, se preseleccionaron 5 comunas (Putre, Camarones, Pica, Camiña y Colchane) y se investigó la situación en la que se encontraban en electricidad, agua y condiciones geográficas, para así llegar a seleccionar a Colchane como la comuna única para realizar el estudio técnico-económico. Dentro de la comuna de Colchane, se seleccionaron Colchane, Cariquima e Isluga para la instalación de las plantas, ya que son los lugares donde se concentran la población. Las plantas hídricas dimensionadas ocuparan la tecnología de coagulación-floculación para tratar un flujo de 2,7 L/s en cada uno de los poblados, variando sus horas de funcionamiento para cumplir con la demanda. El precio mínimo al cual se podría vender el m3 de agua potable es entre $938 y $939 pesos dependiendo de la localidad. Las plantas fotovoltaicas dimensionadas tendrán una capacidad de 306 kW, 288 kW y 270 kW para los poblados de Colchane, Cariquima e Isluga, cada una equipada con un banco de baterías de 1,76 MWh para el ciclo diario. El precio mínimo del kWh venido podrá ser de $88, $92 y $98 pesos respectivamente.